凸顯化學(xué)知識功能價(jià)值的生活事實(shí)教學(xué)
——以“蛋白質(zhì)與氨基酸”的教學(xué)為例

陳 霞

（浙江省蕭山中學(xué) 浙江 杭州 311200）

一、研究的來源

課堂是學(xué)生學(xué)習(xí)新知的重要途徑，不同教師對教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式有不同的方法，提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效率是教師設(shè)計(jì)教學(xué)應(yīng)該考慮的一個(gè)重要因素。好奇心是提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率的關(guān)鍵，教師可以設(shè)計(jì)讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)有趣現(xiàn)象或解決問題的真實(shí)情境，讓學(xué)生在好奇心驅(qū)動(dòng)下自然而然地建構(gòu)新的知識內(nèi)容，化被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。有趣的課堂需要“有趣”的老師來構(gòu)建，作為教師自身應(yīng)該對生活充滿好奇心，對生活中發(fā)生的很多有趣的現(xiàn)象或者不同于理論的事實(shí)進(jìn)行隨時(shí)記錄，并挖掘其中蘊(yùn)含的化學(xué)知識與化學(xué)原理，設(shè)計(jì)突出化學(xué)知識實(shí)踐性特征的學(xué)習(xí)任務(wù)，呈現(xiàn)給學(xué)生一個(gè)體現(xiàn)化學(xué)功能性的課堂。意識是一切工作的先驅(qū)，當(dāng)有了要打造激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的課堂的意識之后，可以讓課堂生動(dòng)的素材會自然而然地聚集起來。

化學(xué)事實(shí)性知識是指反映物質(zhì)的性質(zhì)、存在、制法和用途等多方面內(nèi)容的元素化合物知識以及化學(xué)與社會、生產(chǎn)和生活實(shí)際聯(lián)系的知識。［1］化學(xué)事實(shí)性知識是物質(zhì)及其變化的宏觀表現(xiàn)，學(xué)生理解起來一般不存在困難，在化學(xué)事實(shí)性知識教學(xué)中，教師可以有意識地選擇合適的化學(xué)情境滲透化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)，讓化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)在學(xué)生問題解決過程中得到提升。不同的問題在不同的情境設(shè)計(jì)中自然呈現(xiàn)，層層遞進(jìn)，能提高學(xué)生探究興趣，提升學(xué)生思維和實(shí)踐能力。本研究一方面是希望學(xué)生活用化學(xué)知識解決生活中的問題，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)視角下的實(shí)踐意識和實(shí)踐能力，另一方面更重要的是讓學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)學(xué)科在生產(chǎn)生活中的巨大作用，知道化學(xué)學(xué)科的價(jià)值和作用。［2］

二、教學(xué)內(nèi)容分析

化學(xué)核心素養(yǎng)一方面需要在真實(shí)問題情境下才能表現(xiàn)出來，另一方面也只有在分析和解決真實(shí)問題的過程中才能得到發(fā)展［3］。如果學(xué)生在面對真實(shí)但又陌生的生活情境中能夠運(yùn)用已學(xué)化學(xué)知識解釋異?，F(xiàn)象，這就代表化學(xué)核心素養(yǎng)得到了發(fā)展。

“蛋白質(zhì)與氨基酸”這節(jié)課一是介紹了蛋白質(zhì)的性質(zhì)以及蛋白質(zhì)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，一方面補(bǔ)充了食品中涉及的有機(jī)物內(nèi)容，完善了高中階段的有機(jī)化學(xué)知識結(jié)構(gòu)，另一方面也讓學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)在生產(chǎn)生活中的巨大價(jià)值，挖掘?qū)W生學(xué)習(xí)化學(xué)的內(nèi)部學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)；二是介紹了氨基酸的基礎(chǔ)性質(zhì)，拓展了官能團(tuán)氨基的性質(zhì)，一方面初步補(bǔ)充了高中階段官能團(tuán)的性質(zhì)的學(xué)習(xí)，有利于選擇性必修內(nèi)容的進(jìn)一步學(xué)習(xí)提升，另一方面也能夠讓學(xué)生了解氨基酸在人體內(nèi)的運(yùn)行機(jī)制，意識到有機(jī)化學(xué)與人體健康的密切聯(lián)系。本節(jié)課內(nèi)容包括蛋白質(zhì)的組成、主要性質(zhì)、氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性質(zhì)，其中蛋白質(zhì)的性質(zhì)指變性、鹽析和水解，氨基酸的性質(zhì)為官能團(tuán)羧基的性質(zhì)和氨基的性質(zhì)。

三、教學(xué)目標(biāo)

1.分析生活中反常的生活現(xiàn)象，能提取信息，基于證據(jù)對物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)及其變化提出可能的假設(shè)，通過分析推理確定銀耳湯白色懸浮物產(chǎn)生原因，學(xué)會證據(jù)推理；認(rèn)識蛋白質(zhì)的組成和主要性質(zhì)，認(rèn)識其在日常生活中的應(yīng)用，了解化學(xué)對滿足人民日益增長的美好生活需要的重大貢獻(xiàn)，發(fā)展科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任素養(yǎng)。

2.會區(qū)分蛋白質(zhì)的變性與鹽析，并會根據(jù)條件判斷蛋白質(zhì)發(fā)生變性還是鹽析；知道物質(zhì)是變化的，化學(xué)變化需要一定的條件，能運(yùn)用化學(xué)知識解決生活中簡單的實(shí)際問題，明白化學(xué)變化需要一定的條件，樹立變化觀念。

3.了解氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，能說出羧基的性質(zhì)確定氨基酸的部分化學(xué)性質(zhì)，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念，了解氨基酸在人體內(nèi)的變化，感受化學(xué)與生活的密切關(guān)系，提高學(xué)習(xí)化學(xué)興趣；從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析蛋白質(zhì)的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

四、教學(xué)支持條件分析和教學(xué)流程

新高考改革后，高一開始上生物課，在生物教材中，介紹了蛋白質(zhì)的元素組成和水解結(jié)果、氨基酸能夠脫水縮合形成多肽從而形成蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)變性的部分條件。因此學(xué)生已經(jīng)初步了解蛋白質(zhì)與氨基酸的性質(zhì)，這為本節(jié)課設(shè)置的問題解決情境奠定了基礎(chǔ)，另外學(xué)生經(jīng)過高一第一學(xué)期化學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，已經(jīng)具備了一定的發(fā)現(xiàn)問題、信息提取、提出假設(shè)和分析問題的能力，因此，對本節(jié)課設(shè)計(jì)的問題情境能迅速理解到位。

教學(xué)流程見圖1。

圖1 教學(xué)流程

五、教學(xué)實(shí)施過程

1.從生活中發(fā)現(xiàn)問題

【信息提供】紅棗銀耳牛奶羹的制作方法：（1）銀耳用冷水浸泡1小時(shí)，泡發(fā)后洗凈，去掉黃色的硬根，剪成小碎塊，越碎越好。（2）鍋內(nèi)加入清水，放入銀耳，大火煮開后，調(diào)成小火，蓋上蓋子，煮20 分鐘。（3）放入洗凈的紅棗，然后繼續(xù)煮20分鐘。煮好后別著急開蓋，燜10 分鐘，根據(jù)自己的口味加冰糖，攪拌融化。（4）倒入牛奶，攪勻即可。圖2 為百度百科中紅棗銀耳牛奶湯的圖片。

圖2 百度百科上的紅棗銀耳牛奶湯

【生活事實(shí)】老師根據(jù)百度百科上的紅棗銀耳牛奶羹的制作方法制作銀耳湯，但是卻得到了不同于“賣家秀”的銀耳湯。（圖3 為制作失敗的銀耳牛奶湯）。

【提出問題】為什么按照百度百科制作方法做出來的紅棗銀耳牛奶羹會有白色“固體”漂浮物（見圖3）？

圖3 制作失敗的紅棗銀耳牛奶湯

2.信息提取實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

【回憶過程】為改善口味，使得銀耳湯變成酸甜口味，在提供的方法中的第3步后加入檸檬汁調(diào)味。

【資料查找】1.牛奶的營養(yǎng)成分表（見圖4）。2.相關(guān)資料卡。

資料卡1：蛋白質(zhì)的鹽析性質(zhì)是指向蛋白質(zhì)溶液中加入某些化學(xué)物質(zhì)，蛋白質(zhì)會溶解度因降低而析出，加水后會再溶解。蛋白質(zhì)的變性性質(zhì)是指蛋白質(zhì)溶液中加入某些化學(xué)物質(zhì)，蛋白質(zhì)的性質(zhì)會改變，發(fā)生凝聚析出，但加水不會重新溶解。

資料卡2：檸檬中含有豐富的檸檬酸，因此，被譽(yù)為“檸檬酸倉庫”。檸檬酸又稱枸櫞酸，分子式為C6H8O7，結(jié)構(gòu)式如右。

資料卡3：結(jié)構(gòu)相似時(shí)，有機(jī)物中的羧基越多，酸性越強(qiáng)。

【學(xué)生猜測】可能是檸檬汁導(dǎo)致的異?，F(xiàn)象。

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】向一杯牛奶中加入檸檬汁，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

【學(xué)生】先向一次性杯子中倒入一半新牛奶，再拿出一個(gè)檸檬切成兩半，向牛奶中用力擠出檸檬汁。

【學(xué)生1】觀察現(xiàn)象并說出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：牛奶變?yōu)槟虪睿ㄒ妶D5）。

圖5 牛奶中擠入檸檬汁

【學(xué)生2】品嘗“酸牛奶”，口感和酸奶一樣。

【提出問題】那么向牛奶中加入檸檬汁后，蛋白質(zhì)是發(fā)生了變性還是發(fā)生了鹽析呢？如何探究呢？

【學(xué)生3】向酸牛奶中加水，不溶解。

【結(jié)論】像牛奶中加入檸檬汁后，蛋白質(zhì)發(fā)生了變性。

3.新知學(xué)習(xí)價(jià)值教育

【提出問題】蛋白質(zhì)遇到哪些化學(xué)物質(zhì)發(fā)生的是變性，遇到哪些化學(xué)物質(zhì)發(fā)生的是鹽析？

【實(shí)驗(yàn)探究】蛋白質(zhì)的性質(zhì)。

表1 蛋白質(zhì)的變性實(shí)驗(yàn)

【用途拓展】介紹蛋白質(zhì)變性的應(yīng)用：①紫外光能使蛋白質(zhì)變性，故紫外燈可以用來殺菌消毒。②75%的乙醇可以用于殺菌消毒。

【學(xué)習(xí)新知】蛋白質(zhì)溶液中加濃的無機(jī)鹽溶液（如堿金屬、鎂、鋁的鹽及銨鹽等），可使蛋白質(zhì)的溶解度減小，而從溶液中析出——鹽析。鹽析是一個(gè)可逆的過程，不影響蛋白質(zhì)的性質(zhì)。蛋白質(zhì)在熱、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、紫外線、福爾馬林溶液作用下，蛋白質(zhì)的性質(zhì)會發(fā)生改變并發(fā)生凝聚（即發(fā)生變性），從而失去生理活性。

【用途拓展】利用多次鹽析的方法分離、提純蛋白質(zhì)。

【對比內(nèi)化】鹽析和變性對比。見表2。

表2 鹽析和變性對比

【知識的應(yīng)用】

1.誤食重金屬鹽中毒時(shí)，應(yīng)該怎樣處理？

答：喝大量的牛奶或豆?jié){，因?yàn)榕Ｄ袒蚨節(jié){中含有蛋白質(zhì)，重金屬讓蛋白質(zhì)變性后凝聚，減緩人體的重金屬吸收與中毒，然后馬上去醫(yī)院。

2.春天為什么要在樹木的枝干上涂抹石灰漿?

答：利用石灰漿的強(qiáng)堿性，可以讓蛋白質(zhì)變性，從而達(dá)到防蟲害的目的。

3.H7N9 禽流感病毒對熱很敏感，65 ℃加熱30 mins或煮沸2 mins以上可滅活。

答：高溫可以讓蛋白質(zhì)變性，從而達(dá)到殺菌消毒的作用。

4.學(xué)科聯(lián)系，價(jià)值升華

【信息展示】《中國食藥用菌學(xué)》書中銀耳主要營養(yǎng)成分截圖（見圖6）。

圖6 銀耳主要營養(yǎng)成分

【提問】除了牛奶中含有蛋白質(zhì)之外，銀耳中也還有豐富的蛋白質(zhì)（展示銀耳主要營養(yǎng)成分表），那么攝入的蛋白質(zhì)是不是直接成為人體細(xì)胞的蛋白質(zhì)呢？

【學(xué)生回答】蛋白質(zhì)在人體內(nèi)會水解成氨基酸，然后氨基酸會脫水縮合成多肽，最后形成蛋白質(zhì)。

【新知補(bǔ)充】蛋白質(zhì)的水解原理（見圖7）。

圖7 氨基酸水解原理

【提問】什么是氨基酸？氨基酸中有哪些官能團(tuán)？因而具有哪些化學(xué)性質(zhì)？

【學(xué)生回答1】氨基和羧基連在一個(gè)碳原子上的有機(jī)物是氨基酸。

【學(xué)生回答2】氨基酸有羧基，所以有酸性，還可以發(fā)生酯化反應(yīng)。氨基酸可以脫水縮合，羧基脫羥基，氨基脫氫，形成肽鍵。

【新知補(bǔ)充】1.氨基酸的概念：分子中含有羧基和氨基原子團(tuán)的化合物叫做氨基酸。α-氨基酸的概念。

2.物理性質(zhì)：無色晶體，有特殊香甜味，熔點(diǎn)較高（200 ℃），能溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液中，一般能溶于水，（難溶于乙醇、乙醚）。

3.化學(xué)性質(zhì)：①羧基的性質(zhì)。②氨基的性質(zhì)：a.成肽反應(yīng)。b.能與酸反應(yīng)。

【學(xué)生領(lǐng)悟】化學(xué)在生活中的巨大價(jià)值。

【教師總結(jié)】利用化學(xué)研究方法，結(jié)合化學(xué)基礎(chǔ)知識，發(fā)現(xiàn)生活中的化學(xué)問題并解決，化學(xué)讓生活更美好！

【教師展示】所以過了一天，老師重新按照百度百科上的說明（沒有加檸檬汁），終于做出了與“賣家秀”一樣的銀耳牛奶湯（見圖8）。課后分享給同學(xué)們。

圖8 第二次做的銀耳牛奶湯

六、反思與展望

蛋白質(zhì)與氨基酸的性質(zhì)在必修和選修中都有涉及，其中必修階段主要涉及蛋白質(zhì)的變性與鹽析和氨基酸的性質(zhì)，而蛋白質(zhì)水解以及氨基酸的脫水縮合等性質(zhì)要求不高，只需要學(xué)生知道可以發(fā)生這樣的反應(yīng)，不深究原理。在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生遇到的困難主要是變性和鹽析條件的判斷，學(xué)生可以通過記憶解決。其實(shí)本節(jié)課更重要的是讓學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)在生產(chǎn)生活中的重大價(jià)值，以及與生活的密切聯(lián)系，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨識與微觀探析、變化觀念以及科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任等核心素養(yǎng)。

與生活緊密聯(lián)系的化學(xué)知識能夠讓學(xué)生增強(qiáng)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，有內(nèi)部學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的學(xué)習(xí)效率比機(jī)械化學(xué)習(xí)高很多。如何讓學(xué)生有內(nèi)部動(dòng)機(jī)，是教師需要解決的問題，這就需要教師設(shè)置合適的教學(xué)情境，讓學(xué)生感受到化學(xué)知識的實(shí)踐性，有用的知識才是學(xué)生最容易內(nèi)化的知識。［4］而化學(xué)核心素養(yǎng)的養(yǎng)成可以在學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識解決實(shí)際問題的過程中進(jìn)行，因此，教師需要發(fā)現(xiàn)生活中的實(shí)際問題，轉(zhuǎn)化成能夠促進(jìn)學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展的素材，引導(dǎo)學(xué)生自己提取信息解決問題，頓悟化學(xué)知識與實(shí)際生活的關(guān)系，從而提高學(xué)生的思維層次，掌握獲取知識的方法和途徑，真正體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)知識過程中的主體地位。如果能讓學(xué)生在一節(jié)課后發(fā)出這節(jié)課怎么那么快的感慨，那么這節(jié)課應(yīng)該就是成功的。教師一方面可以有意識地收集生活中與化學(xué)有關(guān)的素材，另一方面，也可以多積累化學(xué)教育類的期刊雜志、新聞素材和電視劇素材，這樣才可以在需要生活事實(shí)作為化學(xué)知識載體的時(shí)候馬上檢索到對應(yīng)的事實(shí)。